(57)【要約】      （修正有）【課題】    空調機器の熱交換器用として使用することができ、顕熱および潜熱の両方を含む全熱交換性に優れた熱交換膜を提供する。【解決手段】疎水性合成繊維からなる繊維シート、例えばポリエステル繊維からなるスパンボンド不織布の表裏両面に熱伝導性の金属または金属化合物、例えばチタン、銀、銅、ニッケル、クローム、ステンレス鋼、銅合金、銀合金を蒸着することにより、上記繊維シートの表面および裏面に露出する繊維表面を上記の金属または金属化合物からなる蒸着膜で被覆し、繊維シートの表裏両面間の伝熱性を向上する。【選択図】   図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
疎水性合成繊維からなる繊維シートの表裏両面に熱伝導性の金属または金属化合物を蒸着してなり、上記繊維シートの表面および裏面に露出する繊維表面がそれぞれ上記の金属または金属化合物からなる蒸着膜で被覆されていることを特徴とする全熱交換器用熱交換膜。
【請求項２】
繊維シートがポリエステル繊維からなる目付量３０〜３００ｇ／ｍ2の不織布であり、蒸着膜の厚さが１０〜１０００ｎｍである請求項１記載の全熱交換器用熱交換膜。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空調機器用の全熱交換器に波板と一緒に用いられる熱交換膜に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空調機器用の熱交換器として、多数枚の波板および平板状熱交換膜を交互に積層し、その際に波板の向きを１枚ごとに変えて上下の２枚を交差させ、この交差する２枚の波板の間に上記の熱交換膜を介在させ、一方向の波板に沿って一次空気を流し、他方向の波板に沿って二次空気を流して熱交換を行うようにしたものが知られている。図１は、かかる熱交換器１０の一例を示し、１１は上記の熱交換膜、１２は波板であり、矢印Ａの方向に一次空気、例えば屋内空気が送られ、矢印Ｂの方向に二次空気、例えば屋外空気が送られる。そして、最近では、顕熱だけでなく潜熱も含む全熱交換を可能にするため、上記の熱交換膜として空気や炭酸ガス等の気体はほとんど通さずに、水蒸気をよく透過する和紙のような選択透過膜が用いられるようになった。
【０００３】
そして、下記の特許文献１には、上記の全熱交換を目的とする選択透過膜として、セルロース系繊維等の親水性繊維からなり、かつアルカリ金属塩等の吸湿剤を含有する空気遮蔽機能性シートが記載されている。この熱交換膜は、湿度交換率の向上を目的としており、高い吸湿性を備えているが、熱交換膜の主体を親水性繊維で構成するので、吸水した水分が繊維の深部まで到達し、いったん吸水した水分が放出され難く、そのため吸水量は増大しても、湿度交換効率すなわち潜熱交換率が向上せず、また熱伝導性が低いため、顕熱交換効率も不十分であった。
【特許文献１】特開２００３−１４８８９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明は、空調機器の熱交換器用として使用することができ、顕熱および潜熱の両方を含む全熱交換性に優れた熱交換膜を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明に係る全熱交換器用熱交換膜は、疎水性合成繊維からなる繊維シートの表裏両面に熱伝導性の金属または金属化合物を蒸着してなり、上記繊維シートの表面および裏面に露出する繊維表面がそれぞれ上記の金属または金属化合物からなる蒸着膜で被覆されていることを特徴とする。
【０００６】
この発明の繊維シートは、繊維間空隙の大きさを適宜に設定することにより、従来と同様の透湿性および非通気性を与えることができる。ただし、この発明では繊維シートとして疎水性繊維シートを用いるので、繊維シートの片側の水蒸気は、繊維シートに吸収保持されることなく、片側と他側の水蒸気分圧差によって繊維シートを迅速に透過し、潜熱が交換され、かつ空気は移動しない。また、繊維シートを構成する繊維の表面が、繊維同士の重なりで表面側または裏面側から隠れて見えない部分を除き、熱伝導性の蒸着膜で被覆されているので、繊維シートの表面と裏面との間で高温側の熱が伝導と輻射とにより低温側に迅速に移動し、顕熱が交換される。しかも、この蒸着膜は、上記繊維シートを構成する繊維以上に疎水性であるため、潜熱交換が一層効率的に行なわれる。
【０００７】
この発明において、繊維シートを構成する繊維は、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、アクリル等の疎水性合成繊維であり、特にポリエステルは、疎水性が大きい点で好ましい。ただし、合成繊維でも、ポリビニルアルコールその他の親水性繊維は不適当である。また、合成繊維を構成する樹脂自体は疎水性でも、異形断面に紡糸して保湿性を付与したものも好ましくない。なお、上記繊維の形態は、ステープルおよびフィラメントのいずれでもよい。
【０００８】
繊維シートの形態は、織物、編物および不織布等のいずれでもよく、織物または編物は、上記の繊維からなるモノフィラメント糸、マルチフィラメント糸または紡績糸を用いて製造され、不織布は、フィラメントまたはステープルを用いて製造され、スパンボンド不織布、ニードルパンチ不織布、ウォーターパンチ不織布、サーマルボンド不織布、湿式（抄紙式）不織布、フラッシュスパンボンド不織布等が例示される。特にポリエステルフィラメントからなるスパンボンド不織布は、強度および製造コストの点で好ましい。
【０００９】
この発明では、上記繊維シートの表面および裏面に露出する繊維表面がそれぞれ熱伝導性の金属または金属化合物からなる蒸着膜で被覆されており、この被覆は、上記の繊維シートに表裏両面から真空蒸着、スパッタ蒸着、イオンプレーティング等の物理蒸着を施すことによって行なうことができる。用いる金属または金属化合物としてはチタン、銀、銅、ニッケル、クローム、ステンレス鋼、銅合金、銀合金等が好ましい。特に、銅合金および銀合金は、防カビ性を備える点で好ましい。なお、上記の蒸着膜は、ステンレス鋼からなる蒸着膜の上に銅合金からなる蒸着膜を積層するなど、２層構造とすることもできる。
【００１０】
上記の繊維シートは、表面および裏面から見える繊維表面が上記の蒸着膜で被覆される。したがって、繊維シートの表裏両面が熱伝導性の蒸着膜で被覆されると共に、繊維同士の重なりによって表裏から見えなくなった部分を除く多くの部分も蒸着膜で被覆され、そのため表裏両面の蒸着膜が多くの部分で互いに接触して熱伝導性が向上し、かつ表裏両面が蒸着膜で被覆されて輻射による伝熱も行なわれ、そのため繊維シートの表裏両面間の伝熱性が向上する。したがって、全熱交換器用の熱交換膜として好適である。なお、上記蒸着膜の厚さは１０〜１０００nmが好ましく、１０ｎｍ未満では熱の移動が不十分となり、また１０００ｎｍを超えると、不経済である。
【発明の効果】
【００１１】
この発明の繊維シートは、疎水性合成繊維からなり、かつ繊維が熱伝導性の金属または金属化合物からなる蒸着膜で被覆されているため、熱交換膜として用い、片側に一次空気を通し、他側に二次空気を通した場合、繊維自体に水分を保持させることがなく、熱交換膜の片側と他側との間で、潜熱と顕熱を効率的に交換することができる。特に請求項２に係る発明は、繊維として疎水性が大きいポリエステル繊維を用い、繊維シートとして不織布を用いるので、製造が容易となり、かつ熱交換膜としての性能が一層向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
ポリエチレンテレフタレートを用いてスパンボンド不織布を製造する。その際、フィラメント繊度を０．１〜２デニールに、また不織布目付量を３０〜３００ｇ／ｍ2にそれぞれ設定し、透湿度（JIS Z 0208）が３０００〜３０，０００g／ｍ2・24ｈのスパンボンド不織布を得る。そして、このスパンボンド不織布を前記の繊維シートとして用い、これを乾燥したのち、その表面および裏面に対しステンレス鋼、銅、銀等の金属または金属化合物のスパッタ蒸着を行なって、繊維シートの表面および裏面を向くフィラメント外面に上記の金属または金属化合物からなる厚さ１０〜１０００ｎｍの蒸着膜を形成し、この蒸着膜を有する繊維シートを前記図１の熱交換膜１１として用いる。
【実施例】
【００１３】
実施例１
ポリエチレンテレフタレートフィラメントからなるスパンボンド不織布を用意した。上記フィラメントの繊度は２デニール、不織布の目付量は、３００ｇ／ｍ2であり、通気度（JIS P 8117）は３秒／100ｃｃ、透湿度（JIS
Z 0208）は９８１６ｇ／ｍ2・24ｈであった。このスパンボンド不織布（繊維シート）を水分率０．１％以下に乾燥し、得られた乾燥不織布をロール状に巻取り、スパッタリング装置の密閉チャンバ内にセットし、このチャンバ内圧力をいったん５×１０-6Torrに減圧し、次いでアルゴンガスを導入して圧力７×１０-4Torrの低圧アルゴンガス雰囲気とし、上記の乾燥布帛を２ｍ／分の速度で引出し走行させながら５０KWHの電力を投入し、上記不織布の片面にステンレス鋼をスパッタして厚み３０ｎｍの蒸着膜を形成し、しかるのち上記チャンバから不織布を取出し、表裏を反転して再びチャンバ内にセットし、上記同様にスパッタして表裏両面にステンレス鋼からなる厚さ３０ｎｍの熱伝導性蒸着膜を有する熱交換膜を得た。
【００１４】
比較例１〜４
上記の実施例１において、そのスパンボンド不織布をそのまま用いて比較例１の熱交換膜とし、また上記不織布の表面側のみに蒸着膜を設けて比較例２の熱交換膜とし、また裏面側のみに蒸着膜を設けて比較例３の熱交換膜とした。また、上記のスパンボンド不織布に、蒸着に代えて樹脂加工を施し、親水性高分子材料（親水性ポリエステル、日華化学株式会社製「ナイスポールＰＲＫ−６０）を５％付着させて比較例４の熱交換膜とし、これらの性能を比較した。
【００１５】
上記の実施例１、比較例１、比較例３および比較例４について透湿度（JIS Z 0208  塩化カルシウム法）を測定したところ、下記表１の結果が得られた。
【００１６】
表１
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【００１７】
また、上記の実施例１および比較例１〜３の熱交換膜を温度１５℃の室内に垂直にセットし、その表面側３０ｃｍの距離から赤外ランプ（５００Ｗ）で照射し、上記熱交換膜の表面温度および裏面温度を赤外放射温度計（KYORITU INFRARED THERMOMETER MODEL 5500）で測定した。その測定開始から３０分後まで１分間隔で測定した結果を表２に記載した。ただし、実施例は「実」と、比較例は「比」と略記した。また、実施例１および比較例１〜３の表面温度、裏面温度の推移を示すグラフを図２に記載した。なお、図２において、（ａ）は比較例１、（ｂ）は比較例２、（ｃ）は比較例３、（ｄ）は実施例１である。
【００１８】
表２
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【００１９】
前記の表１に示すとおり、実施例１および比較例１、３、４の中で、透湿度は、親水性の繊維シートを用いた比較例４が最低で、比較例１、３の順に高くなり、実施例１が最高であった。また、表２および図２に示すように、表面温度と裏面温度の差は、実施例１および比較例１〜３の中で、実施例１が最小であり、伝熱性に優れていた。これに対し、表面側すなわち赤外ランプ側に蒸着膜を備えた比較例２は、表面温度および表裏の温度差が両者とも最大となった。なお、繊維シート表面を親水性樹脂で被覆すると、透湿性が向上し、水分移動による潜熱交換が促進されように思われるが、実際は繊維そのものが疎水性の方が、水分は移動しやすくなる。ただし、気体の場合であって、液体の場合は反対になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】空調機器用熱交換器の斜視図である。
【図２】実施例１および比較例１〜３の表面温度、裏面温度の推移を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２１】
１０：熱交換器
１１：熱交換膜
１２：波板
【図１】
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【図２】
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